塑料化工—从废塑料到焦炭的裂变

在人们的日常生活中，塑料担当了重要的角色。然而在其方便实用的背后，大量随意丢弃未经处置的废塑料却隐藏着重大的环境隐患。面对问题，我们怎么办？弃之不用在目前的经济技术发展条件下显然是不现实的。随着塑料制品的广泛应用，如何降低废弃塑料对环境的污染并使其获得“重生”，成为一些专业人士的热点研究问题。
利用冶金工业现有高温设备和工艺系统，大规模处理城市废塑料，以解决日益严重的“白色污染”问题。这项由首钢总公司率先研制成功的利用焦化工艺处理城市废塑料技术，是记者在采访过程中遇到的一项低成本解决废塑料污染问题的我国自有创新技术。据有关人士介绍，它的成功研制还拉开了我国钢铁工业城市化功能的序幕。
“逼”出来的工艺
“塑料属于石化领域，煤炭属于能源系列，从科学的相关性讲，废塑料不应该是垃圾，应该成为一种新型的能源或者资源。”8月5日，首钢技术研究院资源综合利用与环境保护研究所所长廖洪强向记者坦言。作为“利用焦化工艺处理废塑料”项目的研究者，廖洪强说，由于目前我国收集的废塑料种类繁多，单一的技术方法还不能很好地对其进行处理。他和研究所的同事经过查阅文献资料发现，在日本和欧洲等工业发达国家，钢铁工业不仅为城市发展供给必要的生产资料，还利用自身优势来销纳城市中产生的固体废弃物，充分发挥了钢铁工业的城市化功能。利用焦化工艺处理废塑料的技术原理就是利用现有成熟的焦化工艺和设备大规模处理废塑料，使废塑料在高温、全封闭和还原气氛下，转化为焦炭、焦油和煤气，废塑料中的有害元素氯以氯化铵可溶性盐进入炼焦氨水中，不产生剧毒物质二恶英和腐蚀性气体，不产生二氧化硫、氮氧化物及粉尘等常规燃烧污染物，彻底实现废塑料大规模无害化处理和资源化利用。借鉴发达国家已经走出的成功之路，这个项目开辟了我国钢铁工业城市化功能的先河。
但是，在最开始的时候，遇到的困难却是前所未有的。在采访中，廖洪强对记者笑谈说，这个项目是被“逼”出来的。因为但凡一项研究的开始，应该先从查阅相关资料查新补拙入手。然而相关资料显示，这项技术在国内属于空白，并没有应用实例，在国外也只有日本新日铁公司有过成功应用。但该公司的技术封锁非常严密。当时，无论是废塑料的破碎加工问题、废塑料与煤定量均匀混合问题，还是废塑料与煤的最佳配比问题，对于他们都是一个挑战。尤其是他们还要面对日本新日铁公司都未能解决的世界性难题??废塑料与煤混合偏析问题。在没有丝毫可借鉴经验的情况下，廖洪强和他的同事只能通过一次次的试验来验证相关课题。在一次偶然试验中，他看见试验员在焚烧塑料袋，发现塑料在燃烧前先是软化、熔融，而且具有很强的粘结能力。这个发现让廖洪强眼前一亮。由此他想到可以利用软化熔融塑料的粘结性将煤粉粘结来解决废塑料与煤粉混合偏析难题，并最终开发出“塑料型煤”加工技术。这项技术获得了2003年度北京市科学技术二等奖。在廖洪强的办公室里，记者看到了那些看上去形状与普通煤球并没有多大差别的“塑料型煤”。不经过讲解，人们是很难知道这些“塑料型煤”具有防水、强度高等特点的。
据悉，这套塑料型煤加工技术实现了添加废塑料后能够改善焦碳强度、改善焦油质量和煤气组成、显著增加焦炉煤气热值的目标，其技术指标优于目前新日铁公司的对应指标。目前，它已经通过了北京市科技成果鉴定，鉴定专家一致认定这项技术指标达到国际先进水平，可以应用于工业实践。
急切的呼吁
据有关资料显示，我国城市生活垃圾中的废塑料约占垃圾总量的4％~10％，年产量达到500~600万吨，而且每年正以近8~9％的速度增长。北京市生活垃圾日产量为1.2万吨，其中废塑料含量约为3％，每年总量约为14万吨。上海市生活垃圾日产量为1.1万吨，其中废塑料含量约为7％，每年总量约为29万吨。在形成“白色污染”的废塑料中，几乎全部为塑料包装物，尤其是一次性发泡塑料餐具和一次性超薄塑料袋等。目前，我国废塑料的回收再利用量仅占10％，约90％的废塑料被填埋和焚烧。
然而就是在这样的一种严峻形势下，利用焦化工艺处理城市废塑料技术却并没有像预期想像的那样得到很好的使用。目前，该项目作为首钢重大科技攻关项目和北京市重大科技计划课题，先后完成了实验室、小试、中试以及工业规模试验的系列研究。另外，因为采用新技术手段解决了废塑料与煤偏析分离的世界性技术难题，废塑料与煤的配比可以实现4％的目标，从而突破了日本新日铁公司添加废塑料配比不超过1％的技术指标。
该技术推广应用的最大瓶颈问题，就是废塑料的来源。目前，在日本大约有30％的废塑料被冶金工业高温炉消化，日本新日铁公司每年的处理能力大约在20万吨左右。但是我国在这个方面还是一个空白。2003年，首钢曾通过租借厂房的形式建立了一条年处理1000吨废塑料的小生产线，但是就是这仅仅1000吨，最后也宣告流产。也曾有一家法国的环保公司看到这里面的商机，想与首钢合资建厂，但是因为缺乏大量的废塑料，项目最终搁浅。在日本，企业对利用焦化工艺处理废塑料积极性高，很大一部分原因在于日本政府对废塑料进行全国招标。企业处理一吨废塑料，政府会给相应的补贴，因而企业的综合效益也非常好。但目前我国在这方面还缺乏相应的政策机制来推动，单靠企业来运作是行不通的。
据悉，通过焦化工艺，废塑料变成焦炭、焦油和煤气，附带的经济效益非常可观。廖洪强曾经做了个基本计算，每吨废塑料的产值大约在1200元钱左右。而目前我国每年的焦炭产量和每年的废塑料的产量配比基本上是一样的，如果我们在焦化工艺中塑料的配比能够达到5％，我国的废塑料基本上都能够得到处理；另一方面，在煤炭价格高且紧张的情况下，炼焦煤资源尤其缺乏，这项技术的运用，使废塑料成为炼焦的新资源，无疑能够促进钢铁企业的可持续发展。然而这一切的实现，都需要政策的激励和促进，没有相关的政策出台，这项技术也只能遭遇“好女也愁嫁”的局面。